EP1572529A1 - Gasgenerator für auftriebssäcke von wasserfahrzeugen - Google Patents

Gasgenerator für auftriebssäcke von wasserfahrzeugen

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EP1572529A1
EP1572529A1 EP03785850A EP03785850A EP1572529A1 EP 1572529 A1 EP1572529 A1 EP 1572529A1 EP 03785850 A EP03785850 A EP 03785850A EP 03785850 A EP03785850 A EP 03785850A EP 1572529 A1 EP1572529 A1 EP 1572529A1
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EP
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gas
gas generator
housing
sections
generator according
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EP03785850A
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Ulrich Schleicher
Alfred Eckel
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Diehl Defence GmbH and Co KG
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Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/04—Blasting cartridges, i.e. case and explosive for producing gas under pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
    • B63B43/10—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving buoyancy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/24—Automatic depth adjustment; Safety equipment for increasing buoyancy, e.g. detachable ballast, floating bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C7/00—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects
    • B63C7/06—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects in which lifting action is generated in or adjacent to vessels or objects
    • B63C7/10—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects in which lifting action is generated in or adjacent to vessels or objects using inflatable floats external to vessels or objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C7/00—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects
    • B63C7/06—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects in which lifting action is generated in or adjacent to vessels or objects
    • B63C7/12—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects in which lifting action is generated in or adjacent to vessels or objects by bringing air or floating bodies or material into vessels or objects

Definitions

  • the invention relates to a gas generator for buoyancy bags of watercraft according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to propose a rescue system that o. G. Does not have disadvantages.
  • the proposed system consists of a large number of modules, which in turn essentially consist of an inflatable bag and a gas generator. Because the gas generator only has to produce so much gas - because the gas from the bag is maintained - that the sack is fully inflated to the greatest depth, the gas generator can be significantly smaller than that known from EP 0 736 450 Bl. However, this system requires a relatively long blowing time for the gas generator and relatively cold gas (damage to the sack, reduction in surface area due to cooling).
  • the gas production rate is independent of the ambient pressure. • The gas is cold, which is why there is no loss of buoyancy due to cooling. When used on a submarine, it is guaranteed that the submarine can be held on the water surface for at least half an hour. So there is enough time to let the team get out. • Neither the raw materials of the gas set nor its reaction products are explosive or toxic.
  • the gas volume required is less than / equal to that of the immersion cells, i. that is, you only need relatively small gas generators - and are therefore able to work redundantly.
  • the lower volume and the lower weight of the system allow the buoyancy units to float in the diving cells in accordance with the German patent of the applicant, DE 197 52 498 C2 - attached to suspension lines - and to make optimal use of the available space.
  • the gas generator consists of a high and a low pressure chamber, which are connected by a throttle.
  • the gas supply set and the ignition are located in the high pressure room.
  • the gas generated in this room then flows through the throttle into the low-pressure room, in which, in addition to gas collection and gas guiding devices, there is also granulate, which also produces gas.
  • the cold gas flows through openings in the sack, thereby breaking up the packaging of the system and setting up the sack.
  • the above-mentioned throttle not only determines the volume flow of the gas but also ensures that up to a - adjustable - level of the external pressure (corresponds to the water depth) the burn-off of the set takes place independently of the external pressure, i.e. from the water surface to the design depth is that of the gas generator delivered gas rate and gas quantity constant.
  • the gas collection and gas guiding devices mentioned serve to guide the gas through the granulate with as little loss as possible in such a way that the gas is cooled down to the desired temperature by the reactions that occur.
  • FIG. 1 shows a gas generator in cross section
  • Figure 2 shows a section of the gas generator of Figure 1 in its
  • FIG. 3 shows a further gas generator
  • FIG. 4 shows a section III-IV according to FIG. 3.
  • the set 1 is located in a gas generator 10 together with the ignition 2, which is only shown schematically here, in a cylindrical high-pressure chamber 3.
  • a nozzle 4 made of graphite is inserted into the wall 38, which separates the high-pressure chamber 3 from a distributor part 5 of a low-pressure part 7 ,
  • the gas there has about 1000 ° C. So that part 5 the highly erosive
  • the low-pressure part 7 was designed as a spiral tube 11, which winds around the cylindrical high-pressure chamber 3 and the distributor part 5. Baffles 12 and nets 14, 16 inserted in the distributor part 5, together with spaces 20 arranged at suitable intervals 18 - without granules - ensure the desired flow guidance, cf. Fig. 2. From the tube 50 with the outlet cross section provided by a network 48, the "cold" gas flows at approximately 75 ° C.
  • the housing 22 is surrounded by a further housing 23.
  • This has the same height as the housing 22.
  • channels 30-32 are provided in three planes with a rectangular cross section.
  • the channels 30-32 communicate with one another through openings 34 to 36.
  • Partitions 38-40 each close off the gas channels 30-32 in the horizontal plane.
  • the gas channels 30-32 thus form a multi-stage cascade. This corresponds to the principle of the coiled tubing 11 according to FIGS. 1 and 2.

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  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
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Description

Diehl Munitionssysteme GmbH & Co. KG, 90552 Röthenbach
Gasgenerator für Auftriebssäcke von Wasserfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasgenerator für Auftriebssäcke von Wasserfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
U-Boote benötigen eine Schwimmblase für den normalen Betrieb, aber auch für den Fall eines Unfalls. Das bisherige System nach der EP 0 736 450 Bl hat den
Nachteil, dass zwar sehr viel Gas — Gas » Tauchzelle - produziert wird, dass dieses Gas durch das Leck der Tauchzelle aber entweichen kann. Das Boot wird zwar gehoben, beginnt aber sehr schnell wieder zu sinken und zwar dann unwiderruflich bis zum Grund der See. Dieser Vorgang wird dadurch verstärkt, dass das Gas sehr heiß in die Tauchzelle einströmt und dort - infolge seiner schnellen
Abkühlung - noch mal sein Volumen verkleinert. Weitere Nachteile sind, dass dieses Gas explosionsfähig ist und seine Ausgangsstoffe ein starkes Fischgift sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rettungssystem vorzuschlagen, dass o. g. Nachteile nicht aufweist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das vorgeschlagene System besteht aus einer Vielzahl von Modulen, die ihrerseits im wesentlichen aus einem aufblasbaren Sack und einem Gasgenerator bestehen. Da der Gasgenerator nur so viel Gas produzieren muss - da das Gas vom Sack gehalten wird - , dass der Sack in der größten Tiefe voll aufgeblasen wird, kann der Gasgenerator deutlich kleiner ausfallen als der aus der EP 0 736 450 Bl Bekannte. Allerdings verlangt dieses System eine relativ lange Blaszeit des Gasgenerators und relativ kaltes Gas (Verletzung des Sacks, Verkleinerung der Oberfläche durch Abkühlung).
Weitere Vorteile sind:
• Die Gasproduktionsrate ist unabhängig vom Umgebungsdruck. • Das Gas ist kalt, weshalb auch durch Abkühlung kein Auftriebsverlust eintritt. Im Falle der Anwendung bei einem U-Boot ist gewährleistet, dass das U-Boot wenigstens eine halbe Stunde an der Wasseroberfläche gehalten werden kann. Somit besteht genügend Zeit, um die Mannschaft aussteigen zu lassen. • Weder die Ausgangsstoffe des Gassatzes noch seine Reaktionsprodukte sind explosionsfähig oder giftig.
• Das benötigte Gasvolumen ist kleiner/gleich dem der Tauchzellen, d. h., man benötigt nur relativ kleine Gasgeneratoren - und ist dadurch in der Lage redundant zu arbeiten. • Das geringere Volumen und das geringere Gewicht des Systems erlauben es, die Auftriebseinheiten entsprechend dem deutschen Patent der Anmelderin, DE 197 52 498 C2 - an Fangleinen befestigt - in den Tauchzellen aufschwimmen zu lassen und den zur Verfügung stehenden Raum optimal zu nutzen.
Der Gasgenerator besteht aus einem Hoch- und einem Niederdruckraum, die durch eine Drossel verbunden sind. In dem Hochdruckraum befindet sich der gasliefernde Satz und die Anzündung. Das in diesem Raum erzeugte Gas strömt dann durch die Drossel in den Niederdruckraum, in dem sich neben Gasauffang- und Gasleiteinrichtungen ein - ebenfalls gasproduzierendes - Granulat befindet. Aus diesem Niederdruckraum strömt das kalte Gas durch Öffnungen in den Sack, sprengt dadurch die Verpackung das Systems und stellt den Sack auf. Die o. g. Drossel bestimmt nicht nur den Volumenstrom des Gases sondern sorgt auch dafür, dass bis zu einer - einstellbaren - Höhe des Außendrucks (entspricht der Wassertiefe) der Abbrand des Satzes unabhängig vom Außendruck abläuft, d. h. von der Wasseroberfläche bis zur Auslegungstiefe ist die vom Gasgenerator gelieferte Gasrate und Gasmenge konstant.
Die erwähnten Gasauffang- und Gasleiteinrichtungen dienen dazu, das Gas möglichst verlustarm so durch das Granulat zu führen, dass durch die dabei entstehenden Reaktionen das Gas auf die gewünschte Temperatur heruntergekühlt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt:
Figur 1 einen Gasgenerator im Querschnitt,
Figur 2 einen Abschnitt des Gasgenerators nach Figur 1 in seiner
Teilansicht,
Figur 3 einen weiteren Gasgenerator und,
Figur 4 einen Schnitt III - IV nach Figur 3.
In einem Gasgenerator 10 befindet sich der Satz 1 zusammen mit der - hier nur schematisch dargestellten Anzündung 2 in einer zylindrischen Hochdruckkammer 3. In die Wand 38, die die Hochdmckkammer 3 von einem Verteilerteil 5 eines Niederdruckteils 7 trennt, ist eine Düse 4 aus Graphit eingesetzt. Durch sie strömt das heiße Gas mit M = 1 im engsten Querschnitt in den Verteilerteil 5 des Nieder- druckteiles 7. Das Gas hat dort etwa 1000 °C. Damit der Teil 5 den stark erosiven
Gasen trotz leichter Bauweise ausreichend lange widerstehen kann, ist er mit einem Graphitschutz 6 ausgekleidet. Aus dem Teil 5 tritt das Gas in die Rohrwendel 11, in der sich ein gasproduzierendes Granulat 8 befindet. Dieser Niederdruckteil 7 muss - um die verlangten Reaktionen zwischen Gas und Granulat 8 zu gewähr- leisten - ausreichend lang sein. Diese Länge stört bei der Anwendung des Gasge- nerators 10. Deshalb wurde der Niederdruckteil 7 als Rohrwendel 11 ausgebildet, die sich um die zylindrische Hochdruckkammer 3 und den Verteilerteil 5 windet. In den Verteilerteil 5 eingesetzte Leitbleche 12 und Netze 14, 16 sorgen zusammen mit in geeigneten Abständen 18 angeordneten Zwischenräumen 20 - ohne Granulat - für die gewünschte Strömungsführung, vgl. Fig. 2. Aus dem Rohr 50 mit dem durch ein Netz 48 versehenen Auslassquerschnitt strömt das „kalte" Gas mit ca. 75 °C.
Nach den Figuren 3 und 4 ist das Gehäuse 22 von einem weiteren Gehäuse 23 umgeben. Dieses weist die selbe Höhe wie das Gehäuse 22 auf. Im Gehäuse 23 sind mit rechteckigem Querschnitt Kanäle 30-32 in drei Ebenen vorgesehen. Die Kanäle 30-32 stehen durch Öffnungen 34 bis 36 miteinander in Verbindung. Trennwände 38-40 schließen jeweils die Gaskanäle 30-32 in der horizontalen E- bene ab. Damit bilden die Gaskanäle 30-32 eine mehrstufige Kaskade. Diese ent- spricht dem Prinzip der Rohrwendel 11 nach den Figuren 1 und 2.

Claims

P atentansprüche
1. Gasgenerator (10) für Auftriebssäcke von Wasserfahrzeugen nach dem Hoch- Niederdrucksystem mit einem Gehäuse (22), darin angeordnet ein Hochdruckraum mit Anzündung (2) und einem Gas liefernden Satz (1), ein Niederdruckraum (5, 7) mit einem Verteilerteil (5), dazwischen eine Wand (38) mit einer Düse (4) und einem Sieb (48), das die Ausströmöffnung des Rohres (50) abschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas aus dem Verteilerteil (5) in eine Rohrwendel (11) strömt, die Rohrwendel (11) abschnittsweise ein gaserzeugendes Granulat (8) ent- hält bzw. am Gehäuse (22) Gaskanäle (30-32) befestigt und in wenigstens zwei Ebenen vorgesehen sind, die über Öffnungen (34-36) und Trennwände (38-40) eine mehrstufige Kaskade bilden, wobei die Gaskanäle (30-32) wenigstens abschnittsweise mit dem Granulat (8) versehen sind.
2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Abschnitten (24) mit dem Granulat (8) leere Zwischen- räume (20) vorgesehen sind, und die Abschnitte (24) durch Netze (16) aus hitzebeständigem Werkstoff begrenzt sind.
3. Gasgenerator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrwendel (11) an dem Gehäuse (22) umfangsseitig angeordnet ist. Gasgenerator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Verteilerteil (5) Gas-Leitbleche (26) vorgesehen sind.
Gasgenerator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Verteilerteil (5) ein Graphitschutz (6) vorgesehen ist.
EP03785850A 2002-12-21 2003-12-17 Gasgenerator für auftriebssäcke von wasserfahrzeugen Expired - Lifetime EP1572529B1 (de)

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